[發明專利]一種填充型高聚物導電多孔復合材料的制備方法

無效

• 申請號: 200710049917.0
• 申請日: 2007-09-03
• 公開（公告）號: CN101134837A
• 公開（公告）日: 2008-03-05
• 發明（設計）人: 陳軍;王少輝
• 申請（專利權）人: 四川大學;成都健坤聚合物有限公司;石家莊鐵道學院
• 主分類號: C08L69/00
• 分類號: C08L69/00;C08L25/06;C08K3/04;B29C43/58;B29L7/00
• 代理公司: 四川省成都市天策商標專利事務所
• 代理人: 王荔

技術領域

本發明涉及一種填充型高聚物導電多孔復合材料的制備方法。

背景技術

多孔復合材料具備以下兩個要素：一是材料中包含有大量的孔隙；二是所含孔隙被用來滿足某種或某些設計要求以達到所期待的使用性能指針。多孔材料不僅保留基體材料的優良性能，而且還具備密度小、比表面積大、吸能減震、消音降噪、電磁屏蔽、透水透氣、低熱導率等特殊的性能。因此，多孔材料可以用作過濾與分離、熱交換(多孔金屬)、隔熱吸聲材料、催化劑載體、離子交換、生物材料、電極材料等。導電多孔材料是滿足一定導電性能的多孔材料，包含大量孔隙的、具有良好導電性能。導電多孔材料在電化學領域有著廣闊的應用前景。多孔材料的制法，一般根據基體材料的凝聚態結構和成型加工原理來設計。金屬、陶瓷和塑料的凝聚態結構和成型加工原理在很多方面是十分相似的，所以他們也有很多十分相似的多孔材料制法，比如：粉末燒結成型法、溶膠—凝膠法、添加發泡劑、添加造孔劑～溶解法等。導電多孔材料的制法一般加入導電填料，依據多孔材料的制法制備。比如碳電極通常采用活性碳、四氟乙烯、成孔劑壓制，然后溶解成孔劑成孔。近些年也有很多很先進的制法，如：溶膠—凝膠法、混合聚合物碳化法、模版碳化法等。

使用成孔劑—溶解法制備的多孔導電材料，在孔率、比表面、導電性方面很難滿足電器和電化學工業的需求；使用先進技術比如：溶膠—凝膠法、混合聚合物碳化法、模版碳化法等制備多孔導電材料，普遍存在成本高、生產效率低等問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種工藝簡單可靠、產品質量穩定、生產成本低的填充型高聚物導電多孔復合材料的制備方法。

本發明采用的技術方案如下：

a、配制高聚物有機溶劑溶液

配制0.01g/ml～1g/ml濃度的高聚物有機溶劑溶液；對于高聚物是聚碳酸酯，所用有機溶劑可以是二氯乙烷、二氯甲烷、三氯乙烷、三氯甲烷、四氯乙烷中的一種；對于高聚物聚苯乙烯，所用有機溶劑可以是苯、甲苯、二氯乙烷、二氯甲烷、乙酸乙酯中的一種。

b、高聚物有機溶劑溶液與導電材料的高速混合

按照每10ml高聚物有機溶劑溶液對應加入2g～10g導電材料的標準將稱量好的導電材料加入高速混合機混合釜中，然后將稱量好的高聚物有機溶劑溶液分批次加入高速混合機的混合釜中，每次加入量為總溶液量的20％～25％，每次加入溶液之后，啟動高速混合機混合，按此程序直至所有高聚物溶液全部加入至高速混合機的混合釜中；

c、壓制成型

在壓力15～30MPa，溫度160～280℃的條件下，采用平板硫化機壓制成型，壓制時間5～60分鐘；完成后在平板硫化機上冷壓5～10分鐘，壓力15～30MPa，制成高聚物導電多孔復合材料板材。

更進一步的方案是：所述的導電填料為乙炔碳黑、導電石墨、導電碳纖維中的一種。

更進一步的方案是：步驟b中高聚物有機溶劑溶液與導電材料的混合時間為60～120秒，高速混合機轉速為1000～3000轉/秒。

本發明采用高速混合一壓制成型的方法，制備填充型高聚物導電多孔復合材料的制品，工藝簡單可靠，產品質量穩定，生產成本低，具有較好的實施價值和經濟效益。

附圖說明

圖1為本發明實施例1的產品放大5000倍的形態結構圖；

圖2為本發明實施例1的產品放大10000倍的形態結構圖。

具體實施方式

以下以具體實施例來說明本發明的技術方案，但本發明的保護范圍不限于此。

實施例1：

(1)配制濃度為0.2g/ml的聚碳酸酯/二氯乙烷溶液1L。

(2)混合：按照每10ml高聚物有機溶劑溶液對應加入2g乙炔碳黑的標準，將稱量好的乙炔碳黑倒進高速混合機混合釜；然后將量好的聚碳酸酯溶液分次倒入高速混合機的混合釜，每次倒入250毫升；每次倒入之后，開動高速混合機混合100秒鐘，轉速2000轉/秒；按此程序直至全部聚碳酸酯溶液倒完；制得聚碳酸酯/乙炔碳黑導電多孔復合材料。

(3)壓制：將上一步制得的材料，在壓力25MPa，溫度220℃的條件下，采用平板硫化機成型，壓制時間10分鐘；完成后在平板硫化機上冷壓8分鐘，壓力20MPa，制成導電多孔復合材料薄片。